Спосіб вимірювання показника заломлення

Спосіб вимірювання показника заломлення, що включає розміщення досліджуваного середовища у прозорій циліндричній кюветі з відомим показником заломлення nс матеріалу стінок кювети, освітлення кювети пучком променів, реєстру 3 До недоліків найближчого аналога варто віднести те, що в описаному способі світлотехнічні характеристики променя, який тільки один раз відбивається від границі поділу двох середовищ, в залежності від показника заломлення досліджуваного середовища не завжди достатні для його точної реєстрації, у зв'язку з розмитістю границі світлотіні, що істотно впливає на точність вимірювання показника заломлення. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу вимірювання показника заломлення, у якому досліджуване середовище поміщають у прозору циліндричну кювету з відомим показником заломлення "nс" матеріалу стінок кювети, освітлюють кювету пучком променів, реєструють граничне положення променів на поверхні поділу внутрішньої стінки кювети та досліджуваного середовища, що зазнали повне внутрішнє відбиття, а показник заломлення середовища при дотриманні умови nсер < nk визначають по відстані границі світлотіні від площини відліку, стінку кювети освітлюють вздовж осі гомоцентричним пучком світла під кутом, пропускають останній через стінку кювети, де відбувається багатократне відбиття від границі поділу стінка кювети - досліджуване середовище та реєструють границю світлотіні частини світлового пучка, що залишився. Таким чином, промені проходять через стінку кювети, яка контактує з досліджуваним середовищем, багатократно відбиваються, що дозволяє отримати більш чітку границю світлотіні та підвищити точність її реєстрації, а отже, й точність вимірювання показника заломлення середовища. На кресленні представлена принципова схема пристрою, який реалізує заявляємий спосіб. Пристрій містить джерело 1 світла, оптично пов'язане з послідовно розташованим об'єктивом 2, стінкою кювети 3, що контактує з досліджуваним середовищем 4, лінійкою фотоприймачів 5, вихід якої зв'язаний з входом блока 6 реєстрації. Спосіб здійснюється наступним чином: від джерела 1 світла за допомогою об'єктива 2, гомоцентричний оптичний пучок поступає в стінку кювети, що контактує з досліджуваним 4 середовищем, в якому відбувається багатократне відбиття, після чого гомоцентричний пучок поступає на лінійку 5 фотоприймачів, реєструється положення границі світлотіні, а отже, визначення показника заломлення досліджуваного середовища відбувається блоком 6 реєстрації. Перерозподіл світлової енергії між заломле 19727 4 ним і відбитим променем відбувається при кожному відбитті від границі поділу стінка кювети 3 - досліджуване 6 середовище. Тому при багатократному відбитті коефіцієнт відбиття визначається: R 0,5(R k R k ), де k - кількість відбиттів від модульованої поверхні світловода. Згідно даної формули при збільшенні кількості відбиттів крутизна коефіцієнта відбиття в області критичного кута зростає. Таким чином, при збільшенні кількості відбиттів збільшується глибина модуляції, що дозволяє з більш високою точністю визначати положення значення границі світлотіні, тобто показник заломлення досліджуваного середовища. Максимальне число відбиттів від бокової поверхні прозорої кювети визначається: tg k entier , tg tg де - кут падіння на стінку кювети; - кут плоскої діаграми направленості світлового променя. Довжина активної частини світловода визначається: L 2d k 1 tg . Положення границі світлотіні визначається: 2dk S cos( ) 1 tg X cos tg 2 n0 2 nc 2 n0 2 nc 1 , 1 де d - товщина стінки кювети; n0 - показник заломлення матеріалу стінки кювети; nс - показник заломлення досліджуваного середовища. Даний спосіб вимірювання показника заломлення дозволяє підвищити точність вимірювань за рахунок більш високої точності визначення положення світлотіні, що не вимагає додаткового юстування. Відсутність колімації пучка світла та наявність багатократного відбиття в результаті поширення по стінці кювети 4 і забезпечує необхідне підвищення контрастності світлотіні, а отже, точності, що дозволяє використовувати його в системах автоматизованого контролю й управління виробництвом рідких і газоподібних середовищ. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 19727 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601